有機鹽鉆井液在新疆油田的應用

唐 麗

(克拉瑪依職業技術學院，新疆獨山子 833600)

有機鹽鉆井液在新疆油田的應用

唐 麗

(克拉瑪依職業技術學院，新疆獨山子 833600)

概述了有機鹽鉆井液在新疆油田卡7井的現場使用實效。通過實踐證明，有機鹽鉆井液不僅水力特性優良、環空壓耗小、流變性好、抑制性強、造壁性好，而且具備可提高機械鉆速、保護油氣層、與常用的聚合物處理劑有很好的配伍性、對鉆具無腐蝕、對環境無污染等特點，是一種具有廣泛應用前景的鉆井液體系。

有機鹽鉆井液;水溶性加重劑;抑制性;機械鉆速

根據有機鹽鉆井液體系的室內實驗與評價結果，有機鹽鉆井液是國際公認的高效、低毒鉆井液體系，國外已經廣泛應用。2000年在克拉瑪依油區內八區530井區、85477井和五三東井區烏爾禾油藏開發井57031井、吐哈尤一井以及腹部莫北油氣田005井區MB5011井進行了現場實驗。2006年新疆準東火燒山區塊成功使用有機鹽泥漿，都已順利完井，取得了較好的成果。為進一步完善有機鹽體系配方及維護工藝，降低成本，選擇卡7井進行有機鹽鉆井液體系實驗。

1 卡7井有機鹽鉆井液技術現場實驗

1.1 基本情況

卡7井位于新疆烏蘇市西湖鎮馬場湖二隊附近，距卡6井東南方向11.6 km，西參二井北西方向14 km處。構造位置為準葛爾盆地北天山山前坳陷四棵樹凹陷卡東被斜。目的層為第三系沙灣組(N1S)、安集海河組(E2－3a)、紫泥泉子組(K2－E1－2)Z。鉆探目的是擴大卡因迪克地區含油氣領域，預探卡東背斜上、下第三系的含油氣層。

卡7井鉆井液完井液存在的技術難題為:

1)地表為灰色黏土夾沙礫巖，不成巖且膠結性差，表層鉆進時應預防穿漏和散塌卡鉆。

2)該井上第三系獨山子組上、中部為灰黃色泥巖夾大段砂礫巖，且膠結疏散，極易發生散塌的卡鉆事故。

3)塔西河組中、上部為大段泥巖，水敏和鹽敏性強，底部為灰白色石膏質泥巖和膏質粉砂巖，二開鉆進時應注意預防縮徑、井塌和鹽膏污染，提高鉆井液的抑制性和造壁能力。

4)二開段裸眼井段長，環空循環阻力較大，極易造成人為蹩漏地層，應保證鉆井液具有良好的流變性能。

5)根據卡6井的實鉆資料，下第三系、白堊系泥巖地層井眼垮塌嚴重，本井的井眼穩定工作相當重要。

1.2 基本數據

設計井深:4 150 m

實際井深:4 250 m

井眼尺寸:Φ445 mm×399 m+Φ311 mm×3 420 m+Φ216 mm×4 250 m

井身結構:Φ340mm ×398.17 m+Φ245 mm ×3 417.2 m+Φ140 mm ×4 247.45 m

1.3 地質分層

地質分層見表1。

表1 卡7井實鉆地質分層及巖性

1.4 試驗過程

1.4.1 分段鉆井液配方

分段鉆井液配方見表2。

表2 卡7井有機鹽鉆井液分段實施配方

1.4.2 分段鉆井液性能

分段鉆井液性能見表3。

表3 卡7井有機鹽鉆井液分段性能

完井階段鉆井液性能穩定，流變性好，井壁穩定，提下鉆無阻卡，電測一次成功，由測井資料(見表4)可見，井徑非常規則，全井施工順利，無事故。

表4 卡7井井部分井段井徑數據

1.5 施工過程

1)一開:采用高含坂土漿開鉆，配制CMC(中)膠液維護，該井地表50 m進入砂礫石層。

2)二開:針對卡6井井徑嚴重不規則的情況，設計采用抑制性強的有機鹽鉆井液體系，二開配漿采用一開鉆井液沖稀后加入30%的有機鹽加重劑及配套處理劑，使鉆井液密度達到1.20 g/cm3，黏度達90 s，下鉆循環出套管內一開鉆井液，循環均勻，試壓后二開鉆進。

3)地面配制三開鉆井液，下鉆循環均勻后三開，由于完鉆鉆井液密度較高(1.24 g/cm3)，充分開動離心機，使密度降至1.2 g/cm3，采取沖放鉆井液來降低密度，鉆至井深3 456 m后密度降至1.15～1.16 g/cm3，并加入2%的NFA-25進行取芯作業，取完芯下鉆于3 442 m遇阻劃眼，返出大量井壁掉塊，密度又提高到1.18 g/cm3后正常鉆進，并加入2%的QCX-1HE、2%WC-1以利于保護油氣層。

2 有機鹽鉆井液體系在卡7井的應用成果與實效

1)該地區地表礫石層較厚，粒徑大，且膠結差，表層鉆進時使用“三高”鉆井液，保證井壁穩定，提高攜巖能力，保持井底干凈，保證井下施工順利。

2)有機鉆井液體系抑制性強，二開配漿時按照鉆井液設計加入30%的有機鹽，將鉆井液密度提高到1.20 g/cm3。保證鉆井液的強抑制性，但該井地質設計中未準確提供上部礫石層厚度數據(相差約1 000 m)，并且地層中礫石的粒徑較大，膠結差，造成井壁失穩。上部井段采用高含量的有機鹽鉆井液，并且加入磺化類處理劑，增強體系對礫石層的封堵、護壁和井眼的清潔。由完固井數據看，套管下深3 417.24 m，阻位3 384 m，注灰量65 t，水泥漿量43.2 m3，水泥返高2 300 m，推算2 300 m ～3 421 m 段的平均井徑為328 mm，擴大率是5.47%，說明有機鹽鉆井液的抑制性較強，特別對泥巖地層。

3)三開時使用鉆井液密度較低，有機鹽含量低，為了提高鉆井液的抑制性，加大包被劑的用量，同時加入白瀝青及膠體SMP-1，保證鉆井液性能及井壁的穩定。根據完井電測出井徑數據表明，本井三開井段井徑不規則，且多為砂巖段井徑不規則，平均井徑卡率為12.7%，其原因為使用鉆井液密度低，不足以破壞地層的坍塌壓力，造成井壁失穩;三開時使用的鉆井液密度較低，有機鹽含量低，且因井下復雜需盡快加入重晶石粉，維護時未及時補充夠有機鹽，使體系抑制性降低，因此，造成三開井壁不規則;由于三開使用白瀝青油溶成分高，水溶成分低且有氣泡，加入后溶解較滿，并且泡沫多，不易消除，使用困難，鉆井液中有效瀝青成分含量低，使體系的抑制性降低，防塌護壁能力降低，造成三開井段井徑不規則。

4)鉆井液體系中亞微米粒子含量非常低，可降低鉆頭的研磨效應，提高機械鉆速，延長鉆頭壽命。亞微米粒子含量低，體系將具有較高的固相容量限。有機鹽鉆井液體系的抑制性強，容易實現低固相鉆進，有利于提高機械鉆速，該井二開段平均機械鉆速13.31 m/h，全井平均機械鉆速8.11 m/h，遠遠高于卡6井的機械鉆速。

5)有機鹽鉆井液體系在卡7井的使用，鉆井液材料費用為143萬元。

6)由現場鉆進過程觀察，有機鹽鉆井液體系與金屬不產生電化學反應，所以對鉆具、設備不產生腐蝕，每次提鉆，井內起出鉆具都未見任何腐蝕現象。有機鹽鉆井液體系中的配套處理劑不含高價離子和有毒害物質，是一種環保型鉆井液體系，利于環境保護。

7)有機鹽鉆井液體系由于固相含量低、礦化度高，對儲層保護不會產生堵塞污染;根據活度平衡理論，當鉆井液的礦化度大于地層水礦化度時，井眼系統不會向地層失水;體系中不含高價離子，不會與地層水中組分生成沉淀，可實現對儲層的有效保護。

8)有機鹽Weigh1和Weigh2濃度達到一定值時對黏土礦物的吸附擴散雙電層具有較強的壓縮作用，體系中侵入的黏土礦物產生面—面聚結，在重力作用下而沉降。

9)該體系在無黏土相時，由于加入的降濾失劑中具有適度的膠體粒子，能夠形成較好的泥餅，同時體系中有合適的液相黏度，故失水造壁性易于控制。體系中還原性有機陰離子的存在，可提高處理劑的抗溫能力。

3 存在問題與解決措施

3.1 存在問題

1)有機鹽鉆井液體系對泥巖地層能有效抑制，但對疏松的砂礫巖層抑制、造壁效果不理想。

2)根據卡7井的電測資料，全井的井徑仍然不規則，有待進一步對體系進行技術改進和完善。

3.2 解決措施

1)研究與體系相配伍的高效處理劑，提高和改善泥餅質量，充分護壁，提高復雜地層的井眼質量。

2)通過卡7井存在的問題的總結和分析，爭取在其它井提高有機鹽和瀝青的含量，增強體系的抑制性和防塌護壁能力，避免出現井壁失穩情況。

3)針對卡7井使用的白瀝青油溶成分高、水溶成分低，溶解緩慢、氣泡的缺點，選用可靠的防塌處理劑。

4)加強該體系的抗溫性能。

5)選擇實驗密度為1.4～1.6 g/cm3時，不使用惰性加重材料。

6)當體系采用惰性加重材料將密度提高到2.5 g/cm3以上時，體系的抗黏土入侵能力要達到5%(W/V)以上。

［1］ 鄢捷年.鉆井液工藝學［M］.北京:石油大學出版社，2000.

［2］ 王平全.莫北005井區MN5001井甲酸鉀鉆井液技術現場實驗情況［J］.泥漿實用技術，2001，(1):15－23.

［3］ 姚少全.有機鹽鉆井液有關技術數據及處理劑使用說明［J］.泥漿實用技術，2001(1):24－30.

Application of Organic Salt Drilling Fluid in Xinjiang Oilfield

TANG Li
(karamay Vocational and Technical College，Dushanzi 833600，Xinjiang，China)

This article outlines the effectiveness of the organic salt drilling fluid in well No.7 in Xinjiang Oilfield.It is practically proved that the organic salt drilling liquid not only has the good performance such as good hydraulic properties，small consumption of circulating air pressure，strong inhibition and good wall mad，but can also improve the speed of drilling and protect the oil-gas layer.It usually mixes with polymer treating agent very well，and it has no corrosion on the drilling tools and other characteristics of environment pollution-free.It is a drilling fluid system with a broad prospect.

organic salt drilling fluid;water-soluble weighting agent;suppression;ROP

TE254

B

1008-9446(2011)02-0008-04

2010-11-15

唐麗(1965－)，女，上海嘉定人，克拉瑪依職業技術學院講師，碩士，主要從事油田化學及鉆井液技術研究。